【提出问题】

单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为。为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？

焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。

【进行实验】

①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入图1装置A的试管中；另一份放入图1装置B的玻璃管中。

②图1装置A和B两组实验同时开始进行。在图1装置B的反应中，实验开始前应先（选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是。

当图1装置B的玻璃管中固体完全由时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），图1装置A的试管中仍有。

焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。

【完善实验】

联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO₂ ， 将该气体通过图2的检验装置。图2A装置中的试剂是（写名称，下同），图2B装置中的试剂是氢氧化钠溶液，用以吸收二氧化碳（2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H2O ）；证明原混合气体中CO₂存在的化学方程式；证明原混合气体中CO存在的实验现象是；经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO₂。

【物质制备】

利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe₃C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为Fe_xO_y+yH₂ xFe+yH₂O，Fe₃C+2H₂ 3Fe+CH₄。

【含量测定】

为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数，按图装置进行实验。

已知3CH₄+4Fe₂O₃ 3CO₂+6H₂O+8Fe（假设每步反应都完全，且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）。

主要实验步骤如下：

①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；

②缓缓通入纯净干燥的H₂；

③点燃酒精灯，（填“先点A处，后点C处”或“先点C处，后点A处”）；

④分别熄灭A处、C处酒精灯；

⑤再缓缓通入少量H₂；

⑥再次称量必要装置的质量